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Die
Erfindung betrifft eine Anzündereinheit für einen
Gasgenerator.
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Die
Anzündereinheit
eines Gasgenerators enthält
einen Treibsatz, der elektrisch gezündet wird, um den Gasgenerator
zu aktivieren, z. B. um bei einem Unfall einen Gassack aufzublasen.
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Es
ist bekannt, vor dem Einbau des Gasgenerators im Fahrzeug die Kontaktstifte
des Anzünders
mit einer Kurzschlußbrücke zu verbinden,
um eine ungewollte Zündung
zu verhindern. Die
DE
199 35 970 A1 zeigt hierzu einen Kurzschluß-Kontaktträger mit
einem zylindrischen Trägergehäuse und
zwei die Kurzschlußbrücke bildenden
Metallplatten. Der Kurzschluß-Kontaktträger wird
in die Aufnahme des Zündersockels
eingeschoben. Solange kein Stecker an die Kontakte des Anzünders angeschlossen
ist, schließt
die Kurzschlußbrücke die
Kontakte kurz.
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Bei
der
DE 197 03 008
C1 sind im steckerfreien Zustand die Kontakte des Anzünders durch eine
Kontaktfeder kurzgeschlossen. Durch Einstecken des Steckers wird
der Kurzschluß aufgehoben.
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In
der
DE 197 12 314
A1 ist ein Verbinder zur Herstellung der elektrischen Verbindung
zwischen dem Anzünder
eines Gasgenerators und dem Steuergerät eines Airbag-Systems gezeigt.
Der Verbinder besteht aus einer am Gehäuse des Gasgenerators anbringbaren
Steckkontur und einem in die Steckkontur einsteckbaren Stecker.
Die Steckkontur ist elektrisch unmittelbar mit dem Anzünder verbunden. Es
ist wünschenswert,
den Gasgenerator zu erden, um dem Aufbau von elektrischen Ladungen
entgegenzuwirken, die eine ungewollte Zündung der Anzündereinheit
hervorrufen könnten.
Zwar besteht das Gasgeneratorgehäuse
im Normalfall auf einem elektrisch leitfähigen Metall, jedoch werden
in vielen Fällen
aus Kostengründen
Anzündereinheiten
mit einem aus Kunststoff gefertigten Grundkörper eingesetzt, der materialbedingt
nicht elektrisch leitfähig
ist. Aus diesem Grund besteht nicht von vorneherein ein elektrischer
Kontakt zwischen der Anzündereinheit
und dem Gehäuse,
der zur Erdung eingesetzt werden könnte.
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Zur
Erdung des Gasgenerators wird in der
EP 1 511 660 B1 eine Masseverbindung zum
Gasgeneratorgehäuse
geschaffen, indem ein mit Masse verbundener ringförmiger Kontaktbereich
direkt mit dem Gasgeneratorgehäuse
in Kontakt gebracht wird. Hierzu wird der ringförmige Kontaktbereich zwischen dem
isolierten Gehäuse
eines Zündsteckers
und dem Gasgeneratorgehäuse
geklemmt. Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise eine
Erdung der Anzündereinheit
bzw. der gesamten Gasgenerators zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird das
erreicht, indem bei einer Anzündereinheit
für einen
Gasgenerator, mit einem aus einem elektrisch nicht leitenden Material
gefertigten Grundkörper,
der eine Steckeraufnahme aufweist, in die elektrische Kontaktpins
der Anzündereinheit
hineinragen, wenigstens ein elektrisch leitfähiges Erdungselement vorgesehen
ist, das eine elektrische Verbindung zwischen einem Außenumfang
des Grundkörpers
und einer Innenwand der Steckeraufnahme schafft. Auf diese Weise
kann der Grundkörper
sozusagen überbrückt werden,
um auf einfache Art eine elektrische Verbindung zwischen dem Gasgeneratorgehäuse, an
dem der Außenumfang
des Grundkörpers
anliegt, sowie einem in die Steckeraufnahme eingeschobenen Stecker
zur elektrischen Kontaktierung des Gasgenerators herzustellen. Dies
ermöglicht
eine einfache und wenig störungsanfällige Erdung
der gesamten Baugruppe. Ein Vorteil, das Erdungselement an der Innenwand
der Steckeraufnahme anzuordnen, liegt darin, daß nicht zwangsläufig einer
der Kontaktpins als Erdung eingesetzt werden muß. Außerdem kann das Erdungselement
exakt an die Kontur des Grundkörpers
im Bereich der Steckeraufnahme angepaßt werden, so daß abstehende
Teile nach Möglichkeit
vermieden werden, die beim Einschieben des Steckers unkontrolliert
verbogen werden könnten.
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Als
Material für
den Grundkörper
kommen etwa hochohmige oder isolierende Kunststoffe oder Keramikwerkstoffe
in Frage.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
liegt das Erdungselement an der Innenwand der Steckeraufnahme an.
Es kann z. B. die Steckeraufnahme ganz oder teilweise auskleiden,
wodurch ein guter elektrischer Kontakt gewährleistet ist.
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Vorzugsweise
enthält
die Anzündereinheit eine
vorgefertigte, nach außen
durch ein Gehäuse abgeschlossene
Zündpille,
von deren Rückseite elektrische
Steckkontakte ausgehen. Die Zündpille kann
aber auch ohne eigenes äußeres Gehäuse ausgebildet
sein. Die elektrischen Steckkontakte bilden die Kontaktpins der
Anzündereinheit
oder sind mit diesen elektrisch verbunden. Der Grundkörper umschließt die Zündpille,
diese kann darin z. B. eingespritzt sein. So ergibt sich eine leicht
zu handhabende, kompakte vorgefertigte Einheit.
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Die
Anzündereinheit
wird vorzugsweise in ein axiales Ende des Gasgeneratorgehäuses eingeschoben
und verschließt
dann dieses axiale Ende gasdicht.
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Das
Erdungselement kann mit dem Grundkörper verbunden, aber ein vom
Grundkörper
separates Bauteil sein. Es könnte
z. B. auf den Grundkörper
aufgesteckt oder mit diesem verklebt oder verschweißt sein.
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Alternativ
ist es möglich,
das Erdungselement in den Grundkörper
einzubetten, z. B. durch Umspritzen oder Umgießen, so daß das Erdungselement bei der
Herstellung des Grundkörpers
mit diesem verbunden wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Erdungselement in Form einer Kappe ausgebildet. Diese ist
vorzugsweise auf das axiale Ende des Grundkörpers aufgesetzt, das die Steckeraufnahme bildet.
Die Kappe ist vorteilhaft ringförmig
ausgebildet, wobei ein erster zylindrischer Abschnitt an der Außenseite
des Grundkörpers
liegt, während
ein zweiter Abschnitt an der Innenwand der Steckeraufnahme liegt.
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Im
Inneren der Steckeraufnahme kann das Erdungselement umfangsmäßig in mehrere
Laschen unterteilt sein, die jeweils an der Innenwand der Steckeraufnahme
angeordnet sind. Das Erdungselement kann auch im Inneren der Steckeraufnahme umfangsmäßig geschlossen
sein. Auch eine Kombination ist möglich.
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Entlang
des Außenumfangs
des Grundkörpers
ist das Erdungselement vorteilhaft umfangsmäßig geschlossen, um einen gleichmäßigen Kontakt zur
Innenseite des Gasgeneratorgehäuses
zu schaffen.
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Um
Toleranzen der Bauteile ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, wenn
das Erdungselement relativ zum Grundkörper beweglich angeordnet ist, vor
allem auf der Außenseite
des Grundkörpers,
um sicherzugehen, daß das
Erdungselement unter einer genügenden
Vorspannung am Gehäuse
des Gasgenerators anliegen kann, um eine gute elektrische Verbindung
zu schaffen.
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Das
Erdungselement ist z. B. aus einem Metallblech geformt, was eine
kostengünstige
und einfache Verarbeitung erlaubt. Es kann sich beim Erdungselement
jedoch auch um einen oder mehrere stiftförmige Bauteile, vorzugsweise
aus einem leitfähigen
Metall handeln. Das Erdungselement könnte auch scheibenförmig sein.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich das Erdungselement radial durch den
Grundkörper
von der Innenwand der Steckeraufnahme bis zum Außenumfang des Grundkörpers. In
diesem Fall kann das Erdungselement bereits bei dessen Herstellung
zumindest abschnittsweise in den Grundkörper eingebettet, aber auch
nachträglich
durch eine radiale Öffnung des
Grundkörpers
in diesen eingesetzt sein. Diese Ausführungsform ist sowohl mit scheiben-,
kappen- als auch stiftförmigen
Erdungselementen ausführbar. Bei
der Verwendung von stiftförmigen
Erdungselementen sind bevorzugt mehrere über den Umfang des Grundkörpers verteilte
Erdungselemente vorgesehen.
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Um
das Einschieben eines Steckers zu erleichtern, schließt das Erdungselement
vorzugsweise bündig
mit der Innenwand der Steckeraufnahme ab.
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Das
Erdungselement läßt sich
am Außenumfang
des Grundkörpers
mit Abstand von einem axialen Ende des Grundkörpers anordnen, so daß es nach
dem Einsetzen der Anzündereinheit
in einen Gasgenerator von außen
nicht mehr verformt werden oder von korrodierenden Stoffen angegriffen
werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Anzündereinheit
wird in einem Gasgenerator eingesetzt, wobei das Erdungselement
an einer Innenseite eines Gehäuses des
Gasgenerators anliegt. So wird eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen dem Gehäuse
des Gasgenerators und dem Inneren der Steckeraufnahme geschaffen,
so daß das
Gehäuse
z. B. über
einen Stecker mit der Masse des Fahrzeugs verbunden werden kann.
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Das
Erdungselement kann in radialer Richtung nachgiebig am Grundkörper befestigt
sein und eine Rastverbindung mit der Innenseite des Gehäuses eingehen.
Hierzu können
z. B. an der Innenseite des Gasgeneratorgehäuses Einbuchtungen vorgesehen
sein, in die radial bewegliche, am Grundkörper angeordnete Stifte beim
Einschieben der Anzündereinheit
in das Gehäuse
einrasten.
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In
einer anderen Variante ist vorgesehen, daß der Grundkörper und
das Gehäuse
des Gasgenerators bei eingesetzter Anzündereinheit fluchtende Öffnungen
aufweisen und das Erdungselement durch die Öffnungen bis in die Steckeraufnahme
hindurchragt, wobei es in Kontakt mit dem Gehäuse ist. In diesem Fall werden
das oder die Erdungselemente erst angebracht, wenn die Anzündereinheit
bereits im Gehäuse
angeordnet ist. Die Erdungselemente, vorzugsweise Stifte, werden
so in die Baugruppe eingesetzt, daß sie die Steckeraufnahme und
das Gehäuse
elektrisch verbinden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele,
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine
schematische Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Anzündereinheit
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
schematische Schnittansicht der Anzündereinheit in 1;
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3 eine
Variante der Anzündereinheit
in 2;
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4 eine
weitere Variante der Anzündereinheit
in 1;
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5 eine
schematische perspektivische Ansicht der Anzündereinheit in 1;
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6 eine
schematische Draufsicht auf die Anzündereinheit in 1;
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7 eine
schematische Schnittansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einer erfindungsgemäßen Anzündereinheit gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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8 eine
schematische Schnittansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einer erfindungsgemäßen Anzündereinheit gemäß einer
dritten Ausführungsform;
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9 eine
schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anzündereinheit gemäß einer
vierten Ausführungsform;
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10 eine
schematische perspektivische Ansicht der Anzündereinheit in 9;
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11 eine
schematische Draufsicht auf die Anzündereinheit in 9;
und
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12 eine
schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anzündereinheit gemäß einer
Variante der vierten Ausführungsform.
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1 zeigt
eine Anzündereinheit 10 für einen
Gasgenerator 100, hier einen Rohrgasgenerator mit einem
zylindrischen, langgestreckten Gehäuse (vgl. auch 5 und 6).
Die Anzündereinheit 10 umfaßt einen
aus einem elektrisch nicht leitenden Material, z. B. einem Kunststoff,
gefertigten Grundkörper 12,
in den eine Zündpille 14 eingebettet
ist. Die Zündpille 14 ist
hier eine vorgefertigte Einheit, die durch ein eigenes Gehäuse gegenüber der
Umgebung abgeschlossen ist, wobei im Gehäuse der Zündpille 14 ein erster
Treibsatz enthalten ist. Die Zündpille 14 könnte aber
auch ohne eigenes Gehäuse,
z. B. durch auf eine Zündbrücke aufgebrachtes pyrotechnisches
Material, realisiert sein. Rückseitig hat
die Zündpille 14 zwei
elektrische Steckkontakte, die im gezeigten Fall auch gleichzeitig
die elektrischen Kontaktpins 16 der Anzündereinheit 10 bilden. Diese
Kontaktpins 16 ragen in eine Steckeraufnahme 18,
die an einem axialen Ende 20 des Grundkörpers 12 ausgebildet
ist und sich hier zentrisch im Grundkörper 12 erstreckt.
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Am
entgegengesetzten axialen Ende 22 des Grundkörpers 12 ist
eine weitere Aufnahme 24 ausgebildet, die einen zweiten
Treibsatz zur Zündung des
Gasgenerators aufnimmt (nicht gezeigt).
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Die
Anzündereinheit 10 wird
bei der Montage in ein axiales Ende eines Gehäuses 26 des Gasgenerators 100 eingeschoben
(schematisch z. B. in 3 gezeigt), wobei der Außenumfang 28 des Grundkörpers 12 stellenweise
in direkten Kontakt mit der Innenseite des Gehäuses 26 kommt und
dieses nach außen
gasdicht abschließt.
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Die
Steckeraufnahme 18 bleibt von außen zugänglich und nimmt einen (nicht
dargestellten) Stecker auf, der die Kontaktpins 16 elektrisch
kontaktiert. Für
die Aktivierung des Gasgenerators sorgt ein elektrischer Impuls,
der über
die Kontaktpins 16 der Zündpille 14 zugeführt wird
und der den ersten Treibsatz zur Zündung bringt.
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Ein
elektrisch leitendes Erdungselement 30 ist im Bereich der
Steckeraufnahme 18 angeordnet, dessen Aufgabe es ist, eine
elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuse 26 und der Steckeraufnahme 18 herzustellen.
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Der
Stecker zur elektrischen Kontaktierung des Gasgenerators 100 weist
an den entsprechenden Stellen je nach Ausführungsform des Erdungselements
einen elektrischen Kontakt auf, der eine Verbindung, z. B. mit einer
Fahrzeugmasse, herstellt. Hierbei können sich z. B. Schneidkanten
zur Herstellung des elektrischen Kontakts in das Erdungselement 30 einschneiden.
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In
den in den 1 bis 4 gezeigten
Ausführungsformen
hat das Erdungselement 30 die Form einer ringförmigen Kappe.
Es ist aus einem Metallblech gebogen und auf das axiale Ende 20 der
Anzündereinheit 10 aufgesteckt.
Zusätzlich
kann es noch durch Kleben oder Schweißen fixiert sein.
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Ein äußerer zylindrischer
Abschnitt 32 erstreckt sich im gezeigten Fall umfangsmäßig geschlossen
entlang des Außenumfangs 28 des
Grundkörpers 12.
Der Abschnitt 32 ist so ausgebildet, daß sein vom axialen Ende 20 weg
gerichteter freier Rand in Radialrichtung r leicht federnd vom Grundkörper 12 absteht.
In 3 ist der Abschnitt 32 schematisch in
seiner unbelasteten Stellung relativ zum Gehäuse 26 dargestellt,
in der er mit der Innenseite des Gehäuses 26 überlappen
würde.
Ist die Anzündereinheit 10 in
das Gehäuse 26 eingeschoben,
liegt der Abschnitt 32 federnd an der Innenseite des Gehäuses 26 an
und schafft so einen guten elektrischen Kontakt.
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Ein
innerer Abschnitt 34 des Erdungselements 30, der
wiederum in zwei Bereiche unterteilt ist, verläuft vom axialen Ende 20 in
die Steckeraufnahme 18 hinein und liegt an der Innenwand 36 der Steckeraufnahme 18 an.
Vom Abschnitt 32 erstrecken sich dabei mehrere schmale
Stege 34a (im gezeigten Fall zwei) vom Rand der Steckeraufnahme 18 in
deren Inneres. Die Stege 34a sind entlang des Umfangs der
Steckeraufnahme 18 verteilt. Die Stege 34a enden
an einem umfangsmäßig geschlossenen, ringförmigen Abschnitt 34b.
Die Abschnitte 32, 34a und 34b sind hier
einstückig
miteinander ausgebildet.
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Der
Abschnitt 34 folgt dabei der axial gestuften Kontur der
Innenwand 36.
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Der
innere Abschnitt 34 könnte
auch federnd mit einem geringen Abstand zur Innenwand 36 angeordnet
sein, vorzugsweise vor seiner Kontaktierung durch den Stecker.
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Es
ragen jedoch keine Abschnitte des Erdungselements 30 frei
in die Steckeraufnahme 18 hinein. Außerdem kontaktiert kein Abschnitt
des Erdungselements 30 einen der Kontaktpins 16 direkt.
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Der
Abschnitt 34 könnte
auch nur durch die Stege 34a oder nur durch den ringförmigen Abschnitt 34b gebildet
sein.
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7 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Gasgenerator 100, von dem nur
ein Abschnitt des Gehäuses 26 sowie
eine darin eingesetzte Anzündereinheit 110 dargestellt
ist.
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Die
gegenüber
der ersten Ausführungsform im
wesentlichen unveränderten
Bauteile behalten ihre bereits eingeführten Bezugszeichen.
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In
diesem Fall sind mehrere Erdungselemente 130 vorgesehen,
die entlang des Außenumfangs 28 des
Grundkörpers 12 verteilt
sind und sich jeweils in radialer Richtung r erstrecken.
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Die
Erdungselemente 130 werden nach dem Einschieben der Anzündereinheit 110 in
das Gehäuse 26 eingesetzt.
Sowohl der Grundkörper 12 als auch
das Gehäuse 26 weisen Öffnungen 140 auf,
die im montierten Zustand der Anzündereinheit 110 miteinander
fluchten. Durch diese Öffnungen 140 wird jeweils
ein stiftförmiges
Erdungselement 130 geschoben und am Gehäuse 26 fixiert, wobei
die Öffnung 140 im
Gehäuse 26 gasdicht
verschlossen wird. Im gezeigten Fall endet jedes der Erdungselemente 130 bündig und
flächig
mit der Innenwand 36 der Steckeraufnahme 18. Gehäuseseitig
endet jedes der Erdungselemente 130 mit einem flächigen Kopf 133.
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Bei
den in den 8 bis 12 gezeigten Ausführungsformen
ist das Erdungselement jeweils bereits vor dem Einsetzen der Anzündereinheit
in den Gasgenerator mit dem Grundkörper verbunden.
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Bei
der in 8 gezeigten Ausführungsform ist das Erdungselement 230,
wie in der gerade beschriebenen Ausführungsform, stiftförmig und
in Radialrich tung r angeordnet. Im gezeigten Beispiel sind mehrere
Erdungselemente 230 vorgesehen, die jeweils in Radialrichtung
r federnd am Grundkörper 12 gelagert
sind. Beim Einschieben der Anzündereinheit 210 in
das Gehäuse 26 werden
die Erdungselemente 230 radial nach innen gedrückt. In
der Innenseite des Gehäuses 26 sind
Ausnehmungen 250 vorgesehen, in die die Erdungselemente 230 eingreifen,
wenn die Anzündereinheit 210 die
entsprechende Position eingenommen hat. Hierdurch wird eine Rastverbindung zwischen
dem Erdungselement 230 und dem Gehäuse 26 hergestellt.
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Eine
entsprechende Rast- oder Klemmverbindung könnte natürlich auch auf beliebige andere geeignete
Weise mit einem radial federnd angeordneten bzw. verformbar ausgebildeten
Erdungselement erreicht werden.
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Im
dargestellten Fall weisen die Erdungselemente 230 an ihrem
freien Ende jeweils eine in Axialrichtung A gerichtete Aussparung 235 auf,
die zur Steckeraufnahme 18 gerichtet ist. Die Erdungselemente 230 sind
so gestaltet und angeordnet, daß sie nicht
nur an einer Umfangswand der Innenwand 36 anliegen, sondern
auch Abschnitte der Stirnwand der Steckeraufnahme 18 bilden.
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Bei
der in 9 dargestellten Ausführungsform ist das Erdungselement 330 in
den Grundkörper 12 der
Anzündereinheit 310 eingebettet,
z. B. durch Umspritzen oder Umgießen während der Fertigung des Grundkörpers 12,
wobei ein Abschnitt 332 und ein Abschnitt 334 aus
dem Grundkörper 12 herausragen.
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Das
Erdungselement 330 ist dabei mit Abstand vom axialen Ende 20 des
Grundkörpers 12 angeordnet.
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Wie
in den ersten Ausführungsformen
ist das Erdungselement 330 ringförmig und kappenförmig gestaltet,
wobei der zylindrische Abschnitt 332 den Außenumfang 28 des
Grundkörpers 12 umgibt,
während
der zweite Abschnitt 334 an der Innenwand 36 der
Steckeraufnahme 18 anliegt und diese entweder umfangsmäßig geschlossen
umgibt oder, wie hier in vier einzelne, entlang des Umfangs verteilte
Laschen unterteilt ist. Dies ist in den 10 und 11 zu
erkennen.
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Wie
in den ersten Ausführungsformen
ist der Abschnitt 332, der bei eingesetzter Anzündereinheit 310 zwischen
dem Außenumfang 28 des
Grundkörpers 12 und
der Innenseite des Gehäuses 26 liegt,
in radialer Richtung r federnd ausgebildet.
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Bei
der in 12 gezeigten Ausführungsform
ist wie bei der gerade beschriebenen Ausführungsform das Erdungselement 430 in
den Grundkörper 12 eingebettet.
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Während dort
der freie Rand des Abschnitts 332 des Erdungselements 330 vom
axialen Ende 20 der Anzündereinheit
weggerichtet ist, ist bei dieser Ausführungsform der freie Rand des
Abschnittes 432 zum axialen Ende 20 hin ausgerichtet.
Auch ist hier die Federwirkung weniger ausgeprägt. Es ist möglich, den
Abschnitt 432 direkt am Außenumfang 28 des Grundkörpers 12 anliegen
zu lassen.
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Sämtliche
Merkmale der einzelnen Ausführungsformen
können
natürlich
im Ermessen des Fachmanns miteinander kombiniert oder gegeneinander
ausgetauscht werden.